Vadošs silikons pret silikona materiāliem

Galvenā atšķirība starp vadītspējīgo silikonu un parastajiem silikona materiāliem slēpjas funkcionālās īpašībās un pielietojuma scenārijos. Pirmais dod materiālam iespēju pārraidīt elektronus caur vadītspējīgiem pildvielām, bet otrais koncentrējas uz izolāciju un elastību. Šis ir sistemātiska salīdzinošā analīze no četrām dimensijām: materiāla sastāvs, veiktspējas atšķirības, pielietojuma zonas un tehniskās grūtības:

1. Materiālā sastāva atšķirības
Dimensijas vadošs silikons parastais silikons
MateriālsGalvenokārt metilvinil silikona gumija (VMQ) ar vulkanizatoriem, šķērssavienojumiem un citām piedevām pievienoja tīru silikona gumijas matricu (piemēram, metil silikona gumija, fenil silikona gumija), kas satur tikai nepieciešamās vulkanizācijas/apstrādes palīglīdzekļus
Vadošās pildvielasJāpievieno metāla daļiņas (sudraba, vara, niķeļa), oglekļa materiāli (oglekļa melns, grafēns) vai vadītspējīgas šķiedras, ņemot vērā 5-80% Nav vadošu pildvielu, var pievienot pastiprinošus pildvielas, piemēram, silīcija dioksīdu, lai uzlabotu mehāniskās īpašības
Papildu sistēmaIr nepieciešami tikai antioksidanti (lai novērstu metāla oksidāciju) un izkliedētāji (lai uzlabotu pildvielas izkliede), piemēram, vulkanizatori un atbrīvošanas līdzekļi

Analoģijas skaidrojums:
Vadītais silikons ir tāds pats kā "vadītspējīgas daļiņu šosejas" pievienošana parastajam silikonam, ļaujot elektroniem pārraidīt caur pildvielu tīklu; Kaut arī parastais silikons ir kā tīrs "izolācijas sūklis", kam ir tikai fiziska atbalsta un blīvēšanas funkcijas.

2. Veiktspējas atšķirību salīdzinājums
Veiktspējas indekss Vadītais silikons parastais silikons
Vadītspēja      Volume Resistivity 10⁻²~10⁶ Ω·cm (Silver powder filler can reach 10⁻², carbon black filler is about 10²)   Volume Resistivity >10¹⁵ ω · cm (izolācijas pakāpe)
Mehāniskās īpašībasStiepes izturība 5 ~ 10 MPa, pagarinājums ar pārtraukumu 300%~ 800%(samazinās, palielinoties pildījumam). Stiepes izturība 7 ~ 15 MPa, pagarinājums pārtraukumā 500%~ 1200%
Izturība pret temperatūru-60 grāds ~ 200 grāds (īpašā formula var sasniegt 300 grādu) -50 grāds ~ 250 grāds (daži augstas temperatūras izturīgi modeļi)
Elektromagnētiskā ekranēšanas efektivitāteEkranēšanas efektivitāte 20 ~ 80 dB (10 MHz ~ 18 GHz, atkarībā no pildvielas veida un blīvuma) nav ekranēšanas spēju
Saspiešanas komplekts10% ~ 30% (atveseļošanās spēja pēc ilgtermiņa saspiešanas) 5% ~ 15% (labāka elastīgā atveseļošanās)

Galvenie secinājumi:

Vadītā silikona vadītspēja tiek uzlabota uz dažu mehānisko īpašību rēķina (piemēram, samazināta stiepes izturība un paaugstināta cietība);
Parastajam silikonam ir vairāk priekšrocību temperatūras pretestībā un elastīgajā reģenerācijā, bet viņš nevar sasniegt elektronisko signāla pārraidi.
3. Atšķirības lietojumprogrammu scenārijos
Lietojumprogrammas lauki               Vadošs silikons                                                                                                                                 Parastais silikons
Elektronisks un elektrisksElektromagnētiski ekranēšanas blīvējumi, vadītspējīgas pogas, elastīgi ķēdes savienotāji, antistatic paplātes blīvēšanas gredzeni, blīves, O-gredzeni, izolācijas piedurknes
Sakaru aprīkojums5G bāzes stacijas antenas blīvējumi, filtru ekranēšana, rokas termināla pogas optiskās šķiedras apvalki, kabeļa savienotāja blīvējumi
Automobiļu elektronikaJaunu enerģijas transportlīdzekļu akumulatoru vadošie blīvējumi, sensoru motora blīvējumu vadošās daļas, automašīnas gaismas blīves
Medicīniskais aprīkojumsElastīgi elektrodi, biosensori, valkājamo ierīču vadošās daļas medicīnisko katetru, mākslīgo orgānu blīvēšanas slāņi
Rūpniecības laukiVadošie blīvējumi augstsprieguma aprīkojumam, anti-statisko grīdas paklāju cauruļvada blīvējumi, vārstu blīves
Tipiski gadījumi:
Vadošs silikons: Conductive contacts used for mobile phone buttons must meet both the pressing life (>100, 000 reizes) un pretestības stabilitāte (<100 Ω);
Parastais silikons:Izmanto ūdens tases blīvējumiem, nepieciešama tikai pārtikas līmeņa drošība un ūdens izturība.
Iv. Tehnisko grūtību salīdzinājums
Tehniskas grūtības, vadoša silikona parastais silikons
Pildījuma dispersija Metāla daļiņu aglomerācijas problēma ir jāatrisina (piemēram, sudraba pulveri ir viegli oksidējami un oglekļa melnu ir viegli nokārtot), un ir jāizmanto virsmas modifikācijas tehnoloģija. Ir jākontrolē tikai pastiprinošu pildvielu izkliede, un process ir samērā vienkāršs
Ilgstošas ​​stabilitātes metāla pildvielas ir viegli oksidējamas, kā rezultātā palielinās pretestība (piemēram, vara pulveris palielina izturību par 30% 6 mēnešu laikā augstā temperatūrā un augstā mitrumā) lieliska laika apstākļu izturība, bez veiktspējas sadalīšanās pēc ilgstošas ​​lietošanas nav veiktspējas sadalīšanās
Izmaksas un apstrāde Sudraba pulvera izmaksas veido vairāk nekā 60% no kopējās materiāla cenas, un ir jāizstrādā zemu izmaksu kompozītmateriālu pildvielas (piemēram, ar niķeli pārklātu grafītu). Zemas izejvielu izmaksas, nobriedušu process, augsts ražas ātrums
Vides aizsardzības prasības ir jāizpilda ROHS/sasniedzamības noteikumi, un daži metāla pildvielas var būt aizliegti dabiskie silikons ir bioloģiski noārdāms, un tiem ir ievērojamas vides priekšrocības

5. Kopsavilkuma un atlases ieteikumi
Scenārijs vadītspējīga silikona izvēlei:
Nepieciešama elektroniska signāla pārraide vai elektromagnētiskā ekranēšanas funkcija;
Aizzīmogojamība un vadītspēja ir jāizpilda vienlaikus (piemēram, augstsprieguma aprīkojums, kosmiskā aviācijas un kosmosa);
Pieņemams izmaksu pieaugums (parasti par 30% ~ 200% lielāks nekā parastais silikons).
Parastā silikona izvēles scenāriji:
Nepieciešamas tikai izolācijas, blīvēšanas vai buferizācijas funkcijas;
Izmaksu jutīgs (piemēram, ikdienas vajadzības, rūpnieciskie roņi);
Ilgstoša iedarbība uz augstas temperatūras, augsta spiediena vai ķīmiskas korozijas vidi (parastam silikonam ir labāka laika apstākļu izturība).
Galīgais secinājums:
Vadītais silikons ir funkcionāli modificēts materiāls ar vadītspēju kā tā galveno konkurētspēju; Parastais silikons ir pamata elastomēra materiāls ar izmaksām un daudzpusību. Starp abiem nav absolūtu priekšrocību vai trūkumu, un izvēlei jābalstās uz īpašām lietojumprogrammu prasībām.